首次采用单、双混合壳体设计。677型潜艇采用西方潜艇常用的“艇艏艇身单壳体+艇艉双壳体”混合结构，与877/636型潜艇相比，内部空间扩展约25%，为后期升级留足了空间。
首次规划安装AIP系统。677型潜艇计划安装AIP系统中最先进的燃料电池系统。如此一来，该型潜艇的水下续航时间达10天之久，隐蔽性能大幅提升。
首次采用艇艏共形阵声呐。677型潜艇是世界上首型装备艇艏共形阵声呐的常规动力潜艇，这种声呐系统探测能力强、监测范围广、占用空间小，能大幅提升潜艇的水下探测能力，同时节省内部空间。
此外，677型潜艇还安装全新自动化指挥和武器控制系统，改变了苏式潜艇内部设备落后、低效的面貌。得益于此，该型艇艇员编制仅37人，少于877/636型潜艇。另外，通过应用新型涂层、换装低噪音螺旋桨、改进排水孔形等，677型潜艇的静音性能大幅提升，“接近于海洋背景噪音”。
推动俄常规动力潜艇发展
由于采用过多创新技术，677型潜艇的建造过程并不顺利。1997年，俄海军订购首批4艘艇。然而，首艇“圣彼得堡”号直到2004年才下水，原因在于燃料电池系统等新技术不够成熟。此后，该型潜艇在测试中又暴露出动力不足、声呐系统不稳定等问题，导致后续建造工作再次中止。2013年改进设计方案后，2号艇“喀琅施塔得”号和3号艇“塞瓦斯托波尔”号（后更名为“大卢基”号）陆续开工。为确保工期，这两艘潜艇没有安装AIP系统。俄海军造船部部长曾公开表示，新AIP系统将于2021年至2022年完成研发。
鉴于677型潜艇发展进度滞后，为避免影响战备，俄海军一面推出636型常规动力潜艇改进型号，一面展开第5代常规动力潜艇预研，保证俄潜艇技术与西方同步发展。与此同时，俄海军并未放弃677型潜艇。2018年11月，时任俄海军总司令弗拉基米尔·科罗廖夫在接受采访时表示，俄海军计划至少建造12艘677型潜艇。2019年6月，俄国防部与海军造船厂再签订两艘677型潜艇建造合同，并表示将继续追加订单。
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